基于单信标测距定位双精度加权融合的航向误差补偿方法技术

本发明专利技术公开了基于单信标测距定位双精度加权融合的航向误差补偿方法，属于水声定位技术领域。包括以下步骤：在2个信标的公共作用区域，分别获得2个信标对水下目标的单信标测距定位结果；根据目标姿态误差对目标运动速度的影响，计算目标航向角误差对单信标测距定位结果的影响，确定水下目标声学双精度加权融合时的权系数；根据2个信标各自的单信标测距定位结果，利用选定的权系数计算得到双精度加权融合后的定位结果。本发明专利技术通过双精度加权融合的方式，克服了单信标测距定位中目标航向角影响的问题，实现对水下目标单信标测距定位精度的提升。

Heading error compensation method based on double precision weighted fusion of single beacon ranging and positioning

The invention discloses a heading error compensation method based on single beacon ranging and positioning double precision weighted fusion, which belongs to the field of underwater acoustic positioning technology. Includes the following steps: 2 in the public area of the beacon, 2 beacon for underwater target location respectively according to the results of Dan Xinbiao; effect of target attitude error on target velocity, calculate the effect on single beacon ranging positioning results of heading angle error, the weights of underwater target acoustic double precision weighted fusion when the 2 beacon; according to the respective single beacon location results, using the weight coefficient calculated by the selected location results after the double precision weighted fusion. The invention overcomes the problem of the influence of the target heading angle in the single beacon ranging and positioning by the double precision weighted fusion method, and realizes the positioning accuracy improvement of the underwater target single beacon ranging.

【技术实现步骤摘要】
基于单信标测距定位双精度加权融合的航向误差补偿方法
本专利技术属于水声定位
，具体涉及一种基于单信标测距定位双精度加权融合的航向误差补偿方法。
技术介绍
目前对于水上目标的定位通常采用卫星技术为主的技术手段(GPS系统、伽利略系统、北斗系统等)，辅以惯性及其它定位技术。当目标处于水下时，由于水介质对无线电波的强烈吸收作用，限制了卫星定位的应用。此时，以声波作为信息载体的水声定位技术成为主要选择，不但能完成对目标的定位、导航，还能作为惯性定位导航技术的有效辅助校准手段。水声定位技术最先应用于军事，后由于海洋开发、勘探、资源开采的需求逐步应用于各类商用、民用工程。它能够提供海底勘查设备如ROV(RemotelyOperatedVehicle)和AUV(AutonomousUnderwaterVehicle)等重要的定位、导航和通信支撑。通过在水面工作船只、水下移动平台以及作业海区上加装和布放声学定位设备，可实现水面对水下目标位置的实时监控、水面与水下平台的信息交互，是海洋科学考察、海洋资源勘探、海洋资源开发、深海空间站建设等工程的必备手段。基于单信标测距的定位方法需要利用实际布放的本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于单信标测距定位双精度加权融合的航向误差补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在2个信标的公共作用区域，分别获得2个信标对水下目标的单信标测距定位结果；(2)根据目标姿态误差对目标运动速度的影响，计算目标航向角误差对单信标测距定位结果的影响，确定水下目标声学双精度加权融合时的权系数；(3)根据2个信标各自的单信标测距定位结果，利用选定的权系数计算得到双精度加权融合后的定位结果。

【技术特征摘要】
1.基于单信标测距定位双精度加权融合的航向误差补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在2个信标的公共作用区域，分别获得2个信标对水下目标的单信标测距定位结果；(2)根据目标姿态误差对目标运动速度的影响，计算目标航向角误差对单信标测距定位结果的影响，确定水下目标声学双精度加权融合时的权系数；(3)根据2个信标各自的单信标测距定位结果，利用选定的权系数计算得到双精度加权融合后的定位结果。2.根据权利要求1所述的基于单信标测距定位双精度加权融合的航向误差补偿方法，其特征在于，所述步骤(1)的具体实现方法：(1.1)当水下载体位于Xbn处时，利用第1～n-1个测距周期的测距信息和载体运动参数，基于真实信标AT构建n个虚拟信标；(1.2)获得信标Xt1和水下目标的单信标测距定位结果X1：对于信标Xt1，虚拟信标VT1i＝(xt1i,yt1i,zt1i)T与真实信标Xt1的关系满足：利用虚拟信标VT1的位置，第i个测距周期对应的测距方程可以写成：||Xb1n-VT1i||＝r1i采用高斯牛顿法，得到基于虚拟信标VT1得到的单标定位结果为X1；(1.3)获得Xt2和水下目标的单信标测距定位结果X2：.对于信标Xt2，虚拟信标VT2i＝(xt2i,yt2i,zt2i)T与真实信标Xt2的关系满足：利用虚拟信标VT2的位置，第i个测距周期对应的测距方程可以写成：||Xb1n-VT2i||＝r2i采用高斯牛顿法，得到基于虚拟信标VT2得到的单标定位结果为X2。3.根据权利要求2所述的基于单信标测距定位双精度加权融合的航向误差补偿方法，其特征在于，水下目标的单信标测距定位结果X1和X2是独立的。4.根据权利要求1，2所述的基于单信标测距定位双精度加权融合的航向误差补偿方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体实现方法：(2.1)双信标定位结果进行双精度加权融合后的定位结果可用下面的公式表示：X12＝ω1X1+ω2X2其...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙大军，郑翠娥，崔宏宇，张居成，韩云峰，王永恒，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23